JP6274587B2 - ワイパーアーム - Google Patents

Description

本発明は、アームヘッドに対するアーム本体の回動に適切な付勢力を与える付勢手段を備えたワイパーアームに関する。

ワイパー装置は、一般に、自動車のガラス面等の被払拭面を払拭するワイパーブレードと、ワイパーブレードを保持するワイパーアームと、ワイパーアームを駆動する駆動手段（駆動モータ）とから構成される。ワイパーアームは、駆動手段に対して連係されるアームヘッドと、アームヘッドに対して回動可能に連結されたアーム本体とを備え、アーム本体でワイパーアームを保持するようになっている。

図９には、このような従来のワイパーアームの一部を断面図で示す。図示されるように、ワイパーアーム１０１は、アームヘッド１０２と、アームヘッド１０２に対して連結軸１０３を介して回動可能に連結されたリテーナ１０４とを備えている。ここで、リテーナ１０４は、アーム本体の一部を構成する部材であり、天壁１０４Ａと両側の側壁１０４Ｂとからなるコの字型断面を有している。

リテーナ１０４の内側（天壁１０４Ａと両側側壁１０４Ｂにより囲まれた空間）には、引っ張りコイルばねであるスプリング１０５が備えられている。スプリング１０５の先端側係止部１０５Ａは、固定リベット１０６を介してリテーナ１０４に対して取り付けられている。一方、スプリング１０５の基端側係止部１０５Ｂは、フック部材１０７及び固定ピン１０８を介してアームヘッド１０２に対して取り付けられている。

このような構成により、スプリング１０５は、アームヘッド１０２に対するリテーナ１０４の回動動作に対して、適切な付勢力を付与するように機能する。具体的には、図９に示すようなワイパーアーム１０１の通常使用状態（リテーナ１０４がアームヘッド１０２からほぼ真っすぐに延び出した位置に配置された状態）においては、スプリング１０５は、リテーナ１０４に対して、図の時計回り回転方向に回動させる力を与える。これにより、アーム本体に保持されたワイパーブレード（図示せず）は、適度な押し付け力で、被払拭面（図示せず）に押し付けられるようになっている。一方、ワイパーアーム１０１がロックバック状態（アームヘッド１０２に対してリテーナ１０４が図の反時計回り回転方向に回動して起立した状態）にあるときには、スプリング１０５は、リテーナ１０４を図の反時計回り回転方向に付勢し、リテーナ１０４を起立状態に保持するようになっている。

特許第５６０１７３３号

このように、ワイパーアーム１０１において、スプリング１０５は、アームヘッド１０２とリテーナ１０４を連結軸１０３の周りで回動させようとするモーメントを発生させるものである。この場合、アームヘッド１０２とリテーナ１０４の間に十分な大きさのモーメントを作用させるためには、アームヘッド１０２の回動中心（連結軸１０３の中心）とスプリング１０５からの力の作用点（固定ピン１０８の中心）を結ぶ線分Ｌの方向に対して、スプリング１０５から及ぼされる力Ｗの方向が、ある程度の角度αを有していることが必要である。このため、固定ピン１０８は、連結軸１０３よりも下側（リテーナ１０４が回動していく側）に配置されている必要がある。この結果、スプリング１０５全体をリテーナ１０４の内側に配置することは出来ず、フック部材１０７（あるいはスプリング１０５の端部と一体になったフック部）が、リテーナ１０４の下側にはみ出す位置に配置されることになり、これは、ワイパーアーム１０１の薄型化を妨げていた。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、アームヘッドに対するアーム本体の回動に適切な付勢力を与える付勢手段を備えたワイパーアームにおいて、適切な付勢力を確保しつつ、薄型化を図り得るワイパーアームを提供することを目的とする。

本発明は、アームヘッドと、前記アームヘッドに対してヒンジピンを介して回動可能に連結されたアーム本体と、前記アームヘッドに対する前記アーム本体の回動に対して付勢力を発生する付勢手段とを備えたワイパーアームにおいて、前記アームヘッドに対して回動可能に取り付けられたリンク部材を備え、前記アーム本体に、アーム本体側バネ座部を備え、前記リンク部材に、前記アーム本体側バネ座部に対して前記ヒンジピンと反対側に配置されたリンク部材側バネ座部を備え、前記付勢手段を、前記アーム本体側バネ座部と前記リンク部材側バネ座部の間に挟持し、前記アーム本体は、前記アームヘッドに対して回動可能に取り付けられたブロック部材であるヒンジブロックを備え、前記アーム本体側バネ座部は、前記ヒンジブロックに設けられている。

付勢手段は、押しバネであってもよい。

前記アーム本体は、前記ヒンジブロックから延び出す軸部を備え、前記付勢手段は、前記軸部と同軸上に配置されたコイルスプリングであってもよい。

前記リンク部材側バネ座部は、前記軸部が挿通される貫通穴を備え、前記軸部上に配置されていてもよい。

前記ヒンジブロックは、前記ヒンジピンが装着されるヒンジピン穴を備えるとともに、前記ヒンジピンの外周面にセレーションを設け、前記セレーションが前記ヒンジピン穴の内周面に食い込むことにより、前記ヒンジピンが前記ヒンジピン穴に固定されるようになっていてもよい。

本発明によれば、ワイパーアーム（例えばワイパーアーム１）において、アームヘッド（例えばアームヘッド２）に対して回動可能に取り付けられたリンク部材（例えばスプリングプレート５）を備え、アームヘッドに対するアーム本体（例えばアーム本体３）の回動に付勢力を与える付勢手段（例えばコイルスプリング４）を、アーム本体に設けたアーム本体側バネ座部（例えばヒンジブロック２１の前端面２１ｃ）と、アーム本体側バネ座部に対してヒンジピン（例えばヒンジピン１５）と反対側に配置されたリンク部材側バネ座部（例えば前端壁３１）との間に挟持したので、付勢手段の全体をヒンジピンよりも前方に配置することができる。したがって、付勢手段に、ヒンジピンの下方を迂回するための張り出し部分（フック部）を設ける必要はなくなるので、ワイパーアームの薄型化を図ることができる。

また、アーム本体に、アームヘッドに対して回動可能に取り付けられたブロック部材であるヒンジブロック（例えばヒンジブロック２１）を備え、アーム本体側バネ座部をヒンジブロックに設けるようにすれば、付勢手段の基端側（ヒンジピン側）における支持構造を、少ない部品点数で簡素に構成することができる。

また、付勢手段をコイルスプリングとし、ヒンジブロックから延び出す軸部（例えば軸部２２）と同軸上に（軸部の周囲に）配置するようにすれば、付勢手段の周囲への張り出しを最小限とでき、ワイパーアームをコンパクトに構成できる。

また、リンク部材側バネ座部（スプリングプレート５の前端壁３１）に、軸部が挿通される貫通穴（例えば挿通穴３３）を備え、リンク部材側バネ座部を軸部上に配置すれば、軸部の同軸上に配置された付勢手段に対するバネ座部を適切に構成することができ、付勢手段からの力がアーム本体に適切に作用するようにできる。

また、ヒンジピンの周囲にセレーションを設け、ヒンジピンのセレーションが、ヒンジブロックのヒンジピン穴（例えばヒンジピン穴２４）の内周面に食い込むことにより、ヒンジピンがヒンジブロックに固定されるようにすれば、アームヘッドに対するヒンジブロックの連結作業を極めて容易に行うことができる。

本発明の実施形態におけるワイパーアームを示す斜視図である。 同じくワイパーアームの一部を示す分解斜視図である。 同じくアームヘッドを示す平面図である。 同じくアームヘッドを示す側面図である。 同じくアームヘッドを示す斜視図である。 同じくヒンジブロックを示す平面図である。 同じくヒンジブロックを示す側面図である。 同じくアームヘッドとアーム本体の連結部分を示す断面図である。 従来のワイパーアームの一部を示す断面図である。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。
図１及び図２には、本発明のワイパーアーム１の全体構成を示す。図示されるように、ワイパーアーム１は、ワイパーアーム１の基端部分を構成するアームヘッド２と、アームヘッド２に対して回動可能に連結されたアーム本体３と、押しバネであるコイルスプリング４と、コイルスプリング４のバネ力をアームヘッド２とアーム本体３の間に作用させるためのリンク部材であるスプリングプレート５とを備えている。なお、ワイパーアーム１のアームヘッド２側及びアーム本体３側には、必要に応じて、一部又は全体を被覆するカバー部材を設けてもよい。

図３から図５にも示すように、アームヘッド２は、略円柱形の基部１１と、基部１１から前方に延び出す本体部１２と、本体部１２から前方に延び出す左右一対の板状の腕部１３Ａ、１３Ｂとを備えている。基部１１には、上下方向に貫通した駆動軸穴１１ａが形成されており、この駆動軸穴１１ａに装着される駆動軸（図示せず）を介して、アームヘッド２が、図示されない駆動手段に連係されるようになっている。

腕部１３Ａ、１３Ｂは、それぞれ本体部１２の左右両側の側壁１２ａ、１２ｂのやや内側から、側壁１２ａ、１２ｂとほぼ平行に、本体部１２の前端面１２ｃから前方に延び出している。腕部１３Ａ、１３Ｂは、アーム本体２の基端部（後述するヒンジブロック２１）を挟持して保持し得るように、所定の間隔をもって配置されており、各腕部１３Ａ、１３Ｂには、それぞれ、連結軸穴１４Ａ、１４Ｂが貫通して形成されている。これらの連結軸穴１４Ａ、１４Ｂに装着されたヒンジピン１５を介して、アーム本体３（ヒンジブロック２１）はアームヘッド２に対して回動可能に連結されるようになっている。なお、連結軸穴１４Ａ、１４Ｂには、それぞれ軸受１６Ａ，１６Ｂが設けられている（図２及び図８参照）。

腕部１３Ａ、１３Ｂの間には、本体部１２の前端面１２ｃから張り出した隆起部１２ｄが設けられている。隆起部１２ｄ及び両側の腕部１３Ａ、１３Ｂにかけては、左右方向に貫通するローラピン穴１７が形成されており、このローラピン穴１７に、ローラピン１８が挿通固定されるようになっている。また、本体部の両側側壁１２ａ、１２ｂには、ローラピン穴１７と整合する位置に、ローラピン穴１２ｅ、１２ｆが形成されており、これらのピン穴１２ｅ、１２ｆに、ローラピン１８の両側端部が固定されるようになっている。詳しくは後述するように、このローラピン１８を介して、スプリングプレート５が、アームヘッド２に対して回動可能に連結される。

なお、ローラピン穴１７の位置は、連結軸穴１４Ａ、１４Ｂの位置に対して後方かつ下方にずれた位置に設けられており、スプリングプレート５の回動中心軸（ローラピン１８）とアーム本体３の回動中心軸（ヒンジピン１５）がずれた位置に配置されるようになっている。詳しくは後述するように、このような構成により、コイルスプリング４のバネ力が、アーム本体３の回動に対して適切に作用するようになっている。

図１及び図２に示すように、アーム本体３は、アーム本体３の基端に配置されたヒンジブロック２１と、ヒンジブロック２１から延び出す円柱棒形状の軸部２２と、軸部２２の先端に設けられた結合部２３とを備えている。この結合部２３に、図示されないワイパーブレードが装着されることにより、ワイパーアーム２とワイパーブレードの結合がなされるようになっている。

図６及び図７にも示すように、ヒンジブロック２１は、軸部２２よりも大きな幅及び高さを有するブロック部材である。ヒンジブロック２１には、左右方向に貫通したヒンジピン穴２４が形成されており、ヒンジブロック２１の左右の側面２１ａ、２１ｂに開口している（図８参照）。また、ヒンジブロック２１の平坦な前端面２１ｃには、固定穴２５が形成されており、前方に向けて開口している。この固定穴２５に対して、軸部２２が固定されているようになっている。

図７にも示すように、ヒンジブロック２１は、アームヘッド２の両側の腕部１３Ａ、１３Ｂの間に配置され、腕部１３Ａ、１３Ｂの連結軸穴１４Ａ、１４Ｂ（軸受１６Ａ，１６Ｂ）及びヒンジブロック２１のヒンジピン穴２４を貫通して配置されたヒンジピン１５により、腕部１３Ａ、１３Ｂに対して回動可能に連結されている。

ヒンジピン１５の中間部分の外周面には、軸方向に延びるセレーション１５ａ（外周全体にわたる複数の三角形断面の凹凸形状）が形成されている。これにより、ヒンジピン１５をヒンジピン穴２４に圧入したときに、ヒンジピン１５のセレーション１５ａがヒンジピン穴２４の内周面に食い込むことにより、ヒンジピン１５がヒンジピン穴２４に固定されるようになっている。また、ヒンジピン１５の両側端部１５ｂ、１５ｃは、それぞれ軸受１６Ａ、１６Ｂ内に回動可能に保持される。これにより、アームヘッド２に対してアーム本体３が回動可能に連結されるようになっている。

スプリングプレート５は、平板状のバネ受け部である前端壁３１と、前端壁３１の左右両側から後方に延びるレバー形状の脚部３２Ａ、３２Ｂを備えている。前端壁３１には、アーム本体３の軸部２２よりも僅かに大きな径を有する円形の挿通穴３３が貫通して形成されており、この挿通穴３３に、軸部２２が摺動可能に挿通されるようになっている。

スプリングプレート５の脚部３２Ａ、３２Ｂは、アーム本体３の軸部２２の左右両側に沿って後方に延び、脚部３２Ａ、３２Ｂの後端部３４Ａ、３４Ｂは、アームヘッド２の本体部１２の両側の側壁１２ａ、１２ｂと両側の腕部１３Ａ、１３Ｂの間の空間（アームヘッド２のローラピン穴１７、１２ｅ、１２ｆの側方）まで延び出している。

各脚部３２Ａ、３２Ｂの後端部３４Ａ、３４Ｂ付近には、ローラピン軸穴３５Ａ、３５Ｂが形成されている。これらのローラピン軸穴３５Ａ、３５Ｂに、アームヘッド２のローラピン穴１７に固定されたローラピン１８が、回動可能に挿通した状態となっている。これにより、スプリングプレート５の後端部３４Ａ、３４Ｂが、アームヘッド２に対して、ローラピン１８の周りで回動可能に連結されている。

コイルスプリング４は、アーム本体３の軸部２２の周りに（同軸上に）配置されている。また、コイルスプリング４の後端部４ａは、ヒンジブロック２１の前端面２１ｃに、またコイルスプリングの前端部４ｂは、スプリングプレート５の前端壁３１に、それぞれ当接している。これにより、コイルスプリング４は、ヒンジブロック２１の前端面２１ｃとスプリングプレート５の前端壁３１の間に圧縮状態で挟持された状態で保持されている。このように、ヒンジブロック２１の前端面２１ｃとスプリングプレート５の前端壁３１は、コイルスプリング４の前後両側のバネ座部として機能する。

このような構成により、コイルスプリング４は、アームヘッド２に対するアーム本体３の回動に対して適切な付勢力を作用させる。詳しく説明すると、スプリングプレート５は、アーム本体３の回動中心軸（ヒンジピン１５の中心軸）からずれた位置に配置された回動中心軸（ローラピン１８の中心軸）を支点として回動するようになっているので、アーム本体３のヒンジピン１５の周りで回動すると、スプリングプレート５の前端壁３１は軸部２２上における位置を変える。また、逆に、前端壁３１の軸部２２上の位置が変動すると、挿通穴３３において前端壁３１と係合しているアーム本体３は、前端壁３１の移動方向に応じた回動方向に動かされるようになっている。

一方、コイルスプリング４は、ヒンジブロック２１とスプリングプレート５の前端壁３１の間に介装された押しバネであるため、前端壁３１には、アーム本体３の軸部２２に沿って前方（結合部２３側）に押すバネ力が作用している。この結果、前端壁３１は、軸部２２上を前方に動こうとするので、アーム本体３に対しては、前端壁３１の前方への移動に応じた回動方向に向けて、コイルスプリング４からのバネ力が作用することになる。

この場合、アーム本体３の回動中心軸とスプリングプレート５の回動中心軸の位置関係は、ワイパーアーム１が、図１に示すような通常使用状態（アームヘッド２からアーム本体３がまっすぐ延び出した状態）にあるか、ロックバック状態（アームヘッド２に対してアームヘッド本体３が略直角方向に起立するまで回動した状態）にあるかに応じて、適切な回動方向にバネ力が作用するように調整されている。具体的に、ワイパーアーム１が通常使用状態にあるときには、ワイパーアーム１に保持されたワイパーブレードが被払拭面に対して押し付けられる回動方向に、コイルスプリング４のバネ力が作用し、また、ワイパーアーム１がロックバック状態にあるときには、アーム本体３の起立状態を保持するように、コイルスプリング４のバネ力が作用するようになっている。

以上のように、本実施形態のワイパーアーム１によれば、アーム本体３の基端側にヒンジブロック２１を備えるとともに、アーム本体３の回動中心とずれた位置に回動中心を有するようにアームヘッド２に対して回動可能に連結されたスプリングプレート５を備え、スプリングプレート５の前端壁３１とヒンジブロック２１の間に、アーム本体３の回動に適切な付勢力を与えるコイルスプリング４を挟持するようにした。この場合、スプリングプレート５の脚部３２Ａ、３２Ｂが、アームヘッド２の腕部１３Ａ、１３Ｂ及びヒンジピン１５の外側（側方）に配置されて、ヒンジピン１５の後方にまで達してアームヘッド２に連結されているので、ヒンジピン１５よりも前方に全体が配置されたコイルスプリング４の力は、スプリングプレート５を介してアームヘッド２とアーム本体３の間で適切に作用する。したがって、コイルスプリング４には、ヒンジピン１５の下方を迂回するための張り出し部分（フック部）を設ける必要はない。よって、ワイパーアーム１の薄型化を図ることができる。

また、ブロック部材であるヒンジブロック２１は、アームヘッド２の腕部１３Ａ、１３Ｂの間に挟持されて保持されるようになっているので、ヒンジブロック２１のアームヘッド２への取り付けは、ヒンジブロック２１のヒンジピン穴２４及び腕部１３Ａ、１３Ｂの連結軸穴１４Ａ、１４Ｂに対してヒンジピン１５を貫通させ、ヒンジピン１５の外周面に形成したセレーション１５ａを介してヒンジピン１５がヒンジピン穴２４内に固定されるようにするだけで済む。したがって、アーム本体３をアームヘッド２に連結するヒンジピンの加締め等の作業が不要であり、アーム本体３のアームヘッド２への取り付け作業は極めて容易に行える。

また、コイルスプリング４はアーム本体と同軸上に配置されているので、ワイパーアーム２全体を極めてコンパクトに構成することができる。

なお、上記実施形態では、コイルスプリング４をアーム本体３の同軸上に配置したが、本発明は、このような形態に限られるものではない。例えば、コイルスプリング４を、アーム本体３の横に隣接させて配置することも可能である。

また、上記実施形態では、スプリングプレート５の脚部３２Ａ、３２Ｂが、アームヘッド２の腕部１３Ａ、１３Ｂ及びヒンジピン１５の外側（側方）に配置されるようになっているが、本発明は、このような形態に限られるものではない。例えば、スプリングプレート５の脚部を、ヒンジブロック２１及びヒンジピン１５を貫通して、ヒンジピン１５の後方まで延びるようにすることも可能である。

１ ワイパーアーム
２ アームヘッド
３ アーム本体
４ コイルスプリング
４ａ コイルスプリングの後端部
４ｂ コイルスプリングの前端部
５ スプリングプレート
１１ アームヘッドの基部
１１ａ 駆動軸穴
１２ アームヘッドの本体部
１２ａ、１２ｂ 本体部の側壁
１２ｃ 本体部の前端面
１２ｄ 本体部の隆起部
１２ｅ、１２ｆ ローラピン穴
１３Ａ、１３Ｂ アームヘッドの腕部
１４Ａ、１４Ｂ 連結軸穴
１５ ヒンジピン
１５ａ セレーション
１６Ａ、１６Ｂ 軸受
１７ ローラピン穴
１８ ローラピン
２１ アーム本体のヒンジブロック
２１ａ、２１ｂ ヒンジブロックの側面
２１ｃ ヒンジブロックの前端面
２２ アーム本体の軸部
２３ アーム本体の結合部
２４ ヒンジピン穴
２５ 固定穴
３１ スプリングプレートの前端壁
３２Ａ、３２Ｂ スプリングプレートの脚部
３３ 挿通穴
３４Ａ、３４Ｂ 脚部の後端部
３５Ａ、３５Ｂ ローラピン軸穴

Claims (5)

1. アームヘッドと、前記アームヘッドに対してヒンジピンを介して回動可能に連結されたアーム本体と、前記アームヘッドに対する前記アーム本体の回動に対して付勢力を発生する付勢手段とを備えたワイパーアームにおいて、
   前記アームヘッドに対して回動可能に取り付けられたリンク部材を備え、
   前記アーム本体に、アーム本体側バネ座部を備え、
   前記リンク部材に、前記アーム本体側バネ座部に対して前記ヒンジピンと反対側に配置されたリンク部材側バネ座部を備え、
   前記付勢手段を、前記アーム本体側バネ座部と前記リンク部材側バネ座部の間に挟持し、
   前記アーム本体は、前記アームヘッドに対して回動可能に取り付けられたブロック部材であるヒンジブロックを備え、
   前記アーム本体側バネ座部は、前記ヒンジブロックに設けられているワイパーアーム。
2. 付勢手段は、押しバネである請求項1に記載のワイパーアーム。
3. 前記アーム本体は、前記ヒンジブロックから延び出す軸部を備え、
   前記付勢手段は、前記軸部と同軸上に配置されたコイルスプリングである請求項１に記載のワイパーアーム。
4. 前記リンク部材側バネ座部は、前記軸部が挿通される貫通穴を備え、前記軸部上に配置されている請求項３に記載のワイパーアーム。
5. 前記ヒンジブロックは、前記ヒンジピンが装着されるヒンジピン穴を備えるとともに、
   前記ヒンジピンの外周面にセレーションを設け、前記セレーションが前記ヒンジピン穴の内周面に食い込むことにより、前記ヒンジピンが前記ヒンジピン穴に固定されるようになっている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のワイパーアーム。

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